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Azimutkreisel Die vorliegende Erfindung betrifft einen Azimutkreisel,
der sich insbesondere für den Gebrauch auf Flugzeugen eignet, aber auch auf Seeschiffen
verwendet werden kann, d. h. einen im Schwerpunkt unterstützten Kreisel von drei
Freiheitsgraden und mit waagerechter Umlaufachse. Bei solchen als Kurszeiger dienenden
Kreiseln war es bisher nötig, den Kreisel an sich, d. h. sei.ae Umlaufachse, in
Zeitabständen von je ungefähr 15 Minuten deshalb neu einzustellen, weil es vorkommen
konnte, daß der Kreisel mangels eigener Richtkraft wandert und seine vorher eingestellte
Lage durch eine Schleichbewegung einbüßt. Um auf der Kompaßrose solcher Vorrichtungen
richtige Anzeigen zu erhalten, war es also nötig, die Kreiselumlaufachse stets gegenüber
dem Flugzeug, auf dem das Instrument aufgestellt war, in einer vorbestimmten Stellung
zu halten. Dieser Nachteil hing damit zusammen, daß die Kompaßrose des Apparates
stets auf dem lotrechten Kardanring angeordnet und starr befestigt war; die Einstellung
für verschiedene Richtungen im Azimut erfolgte von Hand mittels eines kuppelbaren,
an dem lotrechten Kardanring angreifenden Getriebes.
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Erfindungsgemäß ist die Verbindung zwis-hen dem Anzeigemittel (der
Kompaßros,2) und dem lotrechten Kardanring lösbar vorgesehen, während ein kuppelbares
Getriebe an dem Anzeigemittel angreift, so daß dieses unabhängig von dem Kreisel
für verschiedene Richtungen im Azimut einstellbar ist. Daduxch, daß auf diese Weise
die Einstellung des Anzeigemittels (der Kompaßrose) unabhängig vom Kreisel ist,
ist die Lage der Kreiselumlaufachse zur Zeit der Kurseinstellung unwesentlich, so
daß -es sich erübrigt, die Kreiselumlaufachse gegenüber dem Flugzeug in eine vorbestimmte
Stellung im Azimut zu bringen. Nach der Einstellung der Kompaßrose wird sie mit
dem lotrechten Kardanring des Kreisels gekuppelt, worauf dieser zusammen mit der
Kompaßrose in der üblichen Weise als Kreiselrichtungsanzeiger arbeitet. Durch diese
neue Anordnung wird also erreicht, daß die Azimutstellung der Kreiselumlaufachse
gegenüber dem Flugzeug, solange sie in der Azimutebene bleibt, unwesentlich ist.
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Auf einfache und zweckmäßige Weise wird die lösbare Verbindung zwischen'
dem lotrechten Kardanring und dem an ihm sitzenden Anzeigemittel (der Kompaßrose)
durch eine Reibungskupplungsvorrichtung bewirkt, deren eine Hälfte fest mit dem
Kardanring und deren andere Hälfte fest mit dem in lotrechter Richtung verschiebbar
angeordneten Anzeigemittel verbunden ist. Hierbei empfiehlt es sich, die Reibungsflächen
der Kupplungsvorrichtung- als
Mantelflächen von Kegeln auszubilden,
die zur Achse des lotrechten Kardanringes koaxial sind.
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Eine beträchtliche Vereinfachung der Vorrichtung zum Betätigen der
Kupplung ergibt sich dadurch, daß das Anzeigemittel durch seine eigene Schwere und
die der mit ihm fest verbundenen Teile in Kupplungseingriff gehalten wird. Auf diese
Weise braucht die Betätigungsvorrichtung nur beim Verstellen der Kompaßrose mit
der Kupplung in Eingriff gebracht zu werden.
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Das Ein- und Ausrücken der Kompaßrose wird zweckmäßigerweise mit Hilfe
eines mit dieser fest verbundenen Getrieberades bewirkt, das lose drehbar und längs
verschiebbar auf der Achse des lotrechten Kardanringes gelagert ist. Das Rad kann
mittels eines Ritzels bewegt werden, das in. bekannter Weise durch Verschiebung
längs seiner Achse mit dem Getrieberad in und außer Eingriff gebracht werden kann.
Indem das Getrieberad und das Ritzel als Kegelräder ausgebildet werden, wird bei
einer Längsverschiebung des Ritzels, um es mit dem Getrieberad in Eingriff zu bringen,
gleichzeitig eine Verschiebung des Getrieberades längs seiner Achse und damit eine
Lösung der Reibungskupplung erreicht.
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Die beiliegende Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung,
und zwar stellen dar: Fig. i eine teilweise im Schnitt erscheinende Vorderansicht
der Ausführungsform mit abgenommenem Vorderdeckel, Fig.2 einen lotrechten Schnitt
nach der Linie 2-2 der Fig. i mit der Vorrichtung zum Einstellen der Kompaßrose
und mit einer vom lotrechten Kardanring des Kreisels abgenommenen Kompaßrose, Fig.
3 eine teilweise im Schnitt erscheinende Einzelansicht, bei der die Kompaßrose nach
ihrer Einstellung für einen vorbestimmten Kurs mit dem lotrechten Kardanring des
Kreisels verbunden ist.
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Der Azimutkreisel ist in einem luftdicht geschlossenen Gehäuse 7 aus
irgendeinem geeigneten Werkstoff, z. B. Aluminiumguß oder einemPhenolkondensationsprodukt,
angeordnet. Das Gehäuse 7 besitzt einen abnehmbaren Vorderdeckel 8, der in beliebiger
geeigneter Weise, z. B. durch mehrere Schrauben, von denen eine bei 9 gezeigt ist,
am Gehäuse befestigt werden kann. In der Mitte des Deckels 8 befindet sich ein Fenster,
durch welches hindurch die Angaben des Instrumentes, wie weiter unten erläutert,
abgelesen werden können. Dieses Fenster besteht aus einem durchsichtigen Teil, z.
B. einem Deckglas =o, das durch einen Rahmen =i festgehalten wird. Der Rahmen =i
selbst ist durch Schrauben 12 am Deckel 8 befestigt. Der Azimutkreisel, d. h. der
mit drei Freiheitsgraden ausgeführte Kreisel, ist im Gehäuse angeordnet und besteht
aus einem Läufer 13, der in einem kardanisch gelagerten Tragring 14 gelagert
ist und um eine waagerechte Achse 15 umläuft. Der Tragring 14 ist seinerseits in
beliebiger geeigneter Weise, z. B. durch Kugellager 17, in einem lotrechten
Ring 16 gelagert. Der Ring 16 ist so angeordnet, daß er sich um eine lotrechte Achse
drehen kann; zu diesem Zweck ist er unten in einem Spurlager 18 und oben in Kugellagern
i9 gelagert, die von einem einstellbaren von oben in das Gehäuse 7 eingeschraubten
Gewindeteil 2o getragen werden.
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Der Läufer 13 kann in beliebiger geeigneter Weise angetrieben werden;
im Ausführungsbeispiel ist Druckluftantrieb vorgesehen. Zu diesem Zweck ist er mit
mehreren an seinem Umfang angeordneten Turbinenbechern 6 versehen, gegen die ein
Druckluftstrahl geschleudert wird, der aus einer Düse 2i strömt, die in einem waagerechten
Tragring 14 befestigten und den einen Drehzapfen des genannten Tragringes 14 bildenden
Gewindeteil 22 vorgesehen ist. Dadurch, daß die Düse 21 derart angeordnet ist, daß
der Luftstrahl bei Abweichung der Umlaufachse des Kreisels aus der Horizontalebene
in einem Winkel zur Ebene des Ringes 16 austritt, wird erreicht, daß sich die Umlaufachse
immer wieder selbsttätig in die Horizontalebene zurückbewegt.
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Um den zum Antrieb des Kreisels nötigen Luftstrahl zu erzeugen, kann
das Gehäuse 7 beispielsweise dadurch entlüftet werden, daß es mit einer geeigneten
(nicht dargestellten) Saugquelle durch ein Rohr 23 verbunden ist. Beim Absaugen
der Luft durch ein Rohr 23 wird Frischluft in das Gehäuse durch mehrere Kanäle 24
hindurch angesaugt, die in einem zylindrischen Teil 25 vorgesehen sind, der am Boden
des Gehäuses 7 befestigt oder mit diesem Boden aus einem Stück ausgeführt ist. Die
Luft gelangt dann in einen Raum 26, der durch ein schalenförmiges vom lotrechten
Tragring 16 getragenes Stück 27 gebildet wird. Die durch die Kanäle 24 in den Raum
26 eintretende Luft wirkt, da die Bohrungen 29 ihrem Weiterströmen einen gewissen
Widerstand entgegensetzen, als Luftkissen, so daß das Gewicht des Ringes 16 nur
zum Teil durch das Drucklager 8, zum anderen Teil aber durch die im Raume 26 befindliche
Luft getragen wird. Aus dem Raum 26 gelangt die Luft in den im lotrechten Tragring
16 vorgesehenen Kanal 28 durch mehrere Öffnungen 29, die am Boden eines im
Tragring vorgesehenen zylindrischen Vorsprunges 30 vorgesehen sind. Die Luft,
die in den Kanal 28 gelangt, wird dann zur Düse 21 geleitet, woraus sie entweicht
und gegen die Turbinenbecher 6 geschleudert wird, um den Läufer 13 anzutreiben.
Nach dem Auftreffen gegen die Turbinenbecher 6 entweicht dann die Luft aus dem Gehäuse
durch das Rohr 23. Durch die Kreiselwirkung wird dann die Achse 15 des Läufers 13
in bekannter
Weise ihre Azimutstellung beibehalten, so daß, wenn
das Gehäuse 7 auf der Apparatenwand eines Flugzeuges angeordnet ist und letzteres
von seinem Kurs abweicht, eine relative Winkelbewegung um eine lotrechte Achse zwischen
dem lotrechten Tragring 16 und dem Gehäuse 7 entsteht. Für den lotrechten Tragring
16 ist eine Kompaßrose 31 vorgesehen, um diese relative Bewegung und infolgedessen
auch die Abweichung des Flugzeuges von seinem Kurse anzuzeigen. Die Kompaßrose besteht
aus einem ringförmigen Teil 32, der mit einem sich nach innen und oben erstreckenden
kegelmantelförmigen Flansch 33 versehen ist. Erfindungsgemäß ist dieser Teil nicht
dauernd auf dem lotrechten Tragring 16 angeordnet und an diesem starr befestigt,
sondern er wird von mehreren auf dem Umfang verteilten Armen 34 getragen, die sich
von der Kompaßrose aus nach oben erstrecken und an einem drehbaren Teil
35 befestigt sind, der hier aus einem Kegelrad besteht, das auf dem Teil
2o gelagert ist und auf diesem in dessen Längsrichtung eine Auf- und Abbewegung
ausführen kann. Die Kompaßrose 31 ist daher imstande, sich gegenüber dem lotrechten
Tragring 16 auf und ab zu bewegen und um die lotrechte Achse des genannten Ringes
16 unabhängig von diesem zu drehen. In ihrer unteren Stellung kann die Kompaßrose
31 jedoch auf einem ringförmigen Teil 36 ruhen, der am lotrechten Ring 16 befestigt
und mit einem sich nach außen und nach unten erstrekkenden, kegelmantelförmigen
Flansch 37 versehen ist, der mit dem Flansch 33 des ringförmigen Teils 32 der Rose
in der Weise zusammenwirkt, daß er als Halter für sie dient. Die zusammenwirkenden
Flächen der Flansche 33 und 37 sind zweckmäßig angerauht, um zwischen ihnen einen
Reibungseingriff vorzusehen, damit die Kompaßrose 31 sich, wenn sie auf dem Flansch
36 ruht, mit dem lotrechten Ring 16 um die lotrechte Achse dreht, um die relative
Winkelbewegung zwischen dem Ring und dem Gehäuse 7 und infolgedessen auch die Abweichung
des Flugzeuges anzuzeigen. Es ist daher leicht ersichtlich, daß die Kompaßrose zwar
vom lotrechten Tragring i6 getrennt ist, aber durch den ringförmigen Teil
36 getragen werden kann, und in diesem Fall kann sie sich mit dem Ring 16
drehen und außerdem kann sie nach Abheben derselben vom ringförmigen Teil
36 unabhängig vom genannten Ring gedreht werden. Die Skala der Kompaßrose
kann in bekannter Weise mit Kompaßteilungen wie eine magnetische Kompaßrose oder
mit willkürlichen Teilungen beiderseits vom Nullpunkt versehen sein. Der Nullpunkt
zeigt an, daß das Flugzeug, auf dem das Instrument angeordnet ist, sich auf seinem
Kurs befindet, und eine etwaige Abweichung nach rechts oder links von der Nullpunktstellung
aus zeigt dann eine entsprechende Abweichung des Flugzeuges an.
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Die Vorrichtung zum Einstellen der Kompaßrose weist im Ausführungsbeispiel
ein Kegelrad 38 auf, das auf einer Welle 39 befestigt ist oder mit dieser aus einem
Stück besteht. Die Welle 39 ist in einem Vorsprung 4o des Gehäuses gelagert und
durchsetzt den Deckel 8. Sie kann sich im Vorsprung 40 in der Längsrichtung
bewegen, damit das Triebrad 38 mit dem Kegelrad 35 in bzw. außer Eingriff kommen
kann, und zu diesem Zweck ist das äußere Ende der Welle 39 mit einem gerändelten
Knopf 41 versehen. Will man nun die Kompaßrose 31 auf einen vorbestimmten Kurs einstellen,
so wird der Knopf 41 in der aus Fig. 3 ersichtlichen Weise eingedrückt, wodurch
das Triebrad 38 mit dem Kegelrad 35 in Eingriff gebracht wird; wegen der Kegelform
des Triebrades 38 wird aber das Kegelrad 35 hierdurch angehoben, so daß die Kompaßrose
vom ringförmigen Teil 36 abgehoben und infolgedessen von dem lotrechten Kardanring
des Kreisels getrennt wird. Während die Kompaßrose in dieser Weise vom Kreisel getrennt
ist, kann man sie um die lotrechte Achse drehen, indem man den gerändelten Knopf
41 so weit dreht, bis der gewünschte Kurs auf der Kompaßrose 31 eingestellt ist
und durch das Fenster io hindurch erscheint. Nach dieser Einstellung der Rose wird
der Knopf 41 nach außen gezogen., wodurch das Triebrad 38 vom Kegelrad 35 getrennt
wird, das dann durch sein Eigengewicht herunterfällt, bis der Flansch 33 der Kompaßrose
auf dem Flansch 37 des ringförmigen Teils 36 aufruht und mit diesem in Reibungseingriff
steht. Nach dieser Einstellung bildet die Kompaßrose einen Teil des Richtkreisels
und wirkt in der üblichen Weise, um eine etwaige Abweichung des Flugzeuges vom eingestellten
Kurs anzuzeigen.